《发电机的保护》PPT课件.ppt

发电机的故障类型,1、定子绕组相间短路 损害：发电机线圈烧损、线棒受力移位、发电机振动 2、定子绕组一相的匝间短路 损害：磁路不对称引起发电机振动、发电机电压、电流不对称 3、定子绕组单相接地 损害：发电机铁心烧损，转子局部发热、 4、转子绕组一点接地或两点接地 损害：发电机振动、转子发热、烧损 5、转子励磁回路励磁电流消失（失磁） 损害：发电机失步、系统电压降低,发电机的不正常运行状态,1、由于外部故障引起的定子绕组过电流 2、对称过负荷 3、由于外部不对称短路或不对称负荷（非全相）引起的发电机负序和过负荷 4、由于突然甩负荷引起的定子绕组过电压 5、励磁回路故障或强励时间过长引起转子绕组过负荷 6、汽机主汽门突关引起发电机逆功率,我厂发电机的保护,1、发电机差动保护 2、发电机匝间保护 3、定子接地保护（零序电压保护、三次谐波电压保护） 4、转子接地保护（一点接地保护、两点接地保护） 5、定子过负荷保护 6、负序过负荷保护 7、失磁保护 8、失步保护,我厂发电机的保护,9、逆功率保护 10、频率保护 11、误上电保护 12、启停机保护 13、发电机后备保护 14、发电机过电压保护 15、发电机过励磁保护 16、断水保护（热工保护） 17、汽机保护,1、发电机纵差保护,反应发电机定子相间短路，保护发电机定子。我厂发电机差动保护包括：差动速断、比率差动、工频变化量差动三种，均投跳闸。 差动速断 比率差动,1、发电机纵差保护,一般的差动继电器均选用比率差动，主要是为解决区外故障时，故障电流引起的不平衡电流对差动继电器的影响。当区外故障电流增大时，不平衡电流会增大，制动电流也增大，比率差动特性可让定值也随制动电流也增大而抬高，此特性能躲过不平衡电流。由于硬件的限制，以前的特性大都为直线特性，动作特性随制动电流也增大与不平衡电流随区外故障电流增大不匹配，降低了非线性部分的灵敏度，这种光滑的曲线特性能可提高这部分的灵敏度，而不引起误动。 工频变化量差动 发电机、变压器内部轻微故障时，稳态差动保护由于负荷电流的影响，不能灵敏反应。为此本装置配置了主变压器工频变化量比率差动保护、发电机工频变化量比率差动保护，并设有控制字方便投退。 动作结果：跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。,2、发电机匝间保护,用作发电机定子绕组的匝间短路、分支开焊故障以及相间短路的主保护。反应发电机匝间短路的保护有横差保护和纵向零序电压保护。目前我厂只投纵向零序电压保护，延时0.2s动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。纵向零序电压保护，装设在发电机出口专用TV开口三角上的纵向零序电压, 用作发电机定子绕组的匝间短路的保护。,2、发电机匝间保护,3、发电机相间后备保护,A、两段阻抗保护，作为发电机相间后备保护，电流取中性点电流。动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。,3、发电机相间后备保护,B、复合电压过流保护作为发电机、变压器、高压母线和相邻线路故障的后备。复合电压过流设两段定值各一段延时, 第段动作于跳母联开关或其他开关。复合电压过流段, 动作于停机。动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。,3、发电机相间后备保护,4、发电机定子接地保护,A、零序电压定子接地保护 基波零序电压保护发电机8595的定子绕组单相接地。不经延时告警，延时3s动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。,4、发电机定子接地保护,4、发电机定子接地保护,B、三次谐波电压比率定子接地保护 三次谐波电压比率判据只保护发电机中性点25左右的定子接地，机端三次谐波电压取自机端开口三角零序电压，中性点侧三次谐波电压取自发电机中性点TV。机组并网前后，机端等值容抗有较大的变化，因此三次谐波电压比率关系也随之变化，本装置在机组并网前后各设一段定值，随机组出口断路器位置接点变化自动切换。延时5s动作于报警。,4、发电机定子接地保护,5、发电机转子接地保护,A、转子一点接地保护 反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。保护动作于延时9S报警。,5、发电机转子接地保护,5、发电机转子接地保护,B、转子两点接地保护 若转子一点接地保护动作于报警方式，当转子接地电阻Rg小于普通段整定值，转子一点接地保护动作后，经延时自动投入转子两点接地保护，当接地位置改变达一定值时判为转子两点接地，延时1.5s动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。我厂正常时只投A屏转子两点接地，B屏转子两点接地压板,5、发电机转子接地保护,6、发电机定子过负荷保护,定子过负荷保护反应发电机定子绕组的平均发热状况。保护动作量同时取发电机机端、中性点定子电流。 A、定时限告警 延时5s告警、减负荷。 B、反时限跳闸 延时1s动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。,6、发电机定子过负荷保护,7、发电机负序过负荷,负序过负荷反应发电机转子表层过热状况，也可反应负序电流引起的其它异常。保护动作量取机端、中性点的负序电流。 A、定时限负序过电流保护 延时9s告警 B、反时限负序过电流保护 延时3s动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。,7、发电机负序过负荷,7、发电机负序过负荷,8、发电机失磁保护,失磁保护反应发电机励磁回路故障引起的发电机异常运行。失磁保护由定子低电压、定子侧阻抗、转子侧低电压、减出力四个判据组合，完成需要的失磁保护方案。装置设由四段失磁保护功能，失磁保护段动作于减出力，段经母线电压低动作于跳闸，段可动作于信号或跳闸，段经较长延时动作于跳闸。 A、失磁保护段（我厂未投） 失磁保护段用于减出力。失磁保护段投入，发电机失磁时，降低原动机出力使发电机输出功率减至整定值。 B、失磁保护段,8、发电机失磁保护,失磁保护段投入，发电机失磁时，主变高压侧母线电压低于整定值，保护延时0.6s动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。 C、失磁保护段 失磁保护段延时1s动作于报警。 D、失磁保护段 失磁保护段为长延时段，只判定子阻抗元件，在减出力、切换备用励磁等措施无效的情况下，延时3s动作于跳汽机（也叫程序跳闸）。,9、发电机失步保护,失步保护反应发电机失步振荡引起的异步运行。区外失步动作于报警，区内失步动作于报警及跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。,10、发电机频率保护,大型汽轮发电机运行中允许其频率变化的范围为48.550.5Hz,低于48.5Hz时,累计运行时间和每次持续运行时间达到定值,保护动作于信号或跳闸。 A、低频段（48HZ/250m）动作于报警 B、低频段（47.5HZ/0.8m）动作于报警 C、低频段（47HZ/8s）动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机 D、过频段（51.5HZ/25m）动作于报警 E、过频段（52HZ/0.5s）动作于报警,11、发电机启停机保护,发电机启动或停机过程中，配置反应发电机相间故障的差回路过流保护和定子接地故障的保护。保护动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。,12、发电机误上电保护,保护动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。 A、误合发电机出口开关保护 （1）发电机盘车时，未加励磁，断路器误合，造成发电机异步起动。 （2）发电机起停过程中，已加励磁，但频率低于定值，断路器误合。,12、发电机误上电保护,（3）发电机起停过程中，已加励磁，但频率大于定值，断路器误合或非同期。当发电机非同期合闸时，如果发电机断路器两侧电势相差180附近，非同期合闸电流太大，跳闸易造成断路器损坏，此时闭锁跳断路器出口，先跳灭磁开关等其他开关，当断路器电流小于定值时再动作于跳出口开关。 B、断路器闪络保护（我厂未投） 发电机在进行并列过程中，当断路器两侧电压方向为180，断口易发生闪络。断路器断口闪络只考虑一相或两相，不考虑三相闪络。,13、发电机电压保护,A、发电机过电压保护 过电压保护用于保护发电机各种运行情况下引起的定子过电压（120v）, 延时0.5s动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。 B、发电机低电压保护（我厂未投）,14、发电机过励磁保护,过励磁保护用于防止发电机、变压器因过励磁引起的危害。过励磁保护反映发电机出口（变压器低压侧）的过励磁倍数。保护动作于跳发电机出口开关、跳发电机励磁开关、跳汽机。 A、定时限过励磁 B、反时限过励磁,14、发电机过励磁,定时限过励磁,14、发电机过励磁,反时限过励磁,15、发电机逆功率保护,由于各种原因导致失去原动力, 发电机变为电动机运行, 此时, 为防汽轮机叶片损坏，配置逆功率保护。逆功率保护设两段时限, 可通过控制字投退。段发信号, 固定延时为10S。段定值可整定, 延时动作于停机出口。 逆功率保护定值范围0.5% - 10% Pn, Pn为发电机额定有功功率。延时范围0.1- 600S。 A、程序逆功率保护 发电机在过负荷、过励磁、失磁等各种异常运行保护动作后，需要程序跳闸时。保护先关闭主汽门，由程序逆功率保护经主汽门接点闭锁和发变组断路器位置接点闭锁，延时动作于程序跳闸，即跳汽机。 程序逆功率保护定值范围0.5% - 10% Pn, 我厂为1Pn，延时1.5s，即6MW。Pn为发电机额定有功功率。,15、发电机逆功率保护,程序逆功率保护,15、发电机逆功率保护,B、正常逆功率 我厂逆功率定值为9MW，延时10s动作于报警，延时120s动作于跳发电机出口开